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特表2022-543872タッチスクリーンに取り付けられた受動ダイヤルの角度検出
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-14
(54)【発明の名称】タッチスクリーンに取り付けられた受動ダイヤルの角度検出
(51)【国際特許分類】
G06F 3/03 20060101AFI20221006BHJP
G06F 3/041 20060101ALI20221006BHJP
G06F 3/044 20060101ALI20221006BHJP
G06F 3/0354 20130101ALI20221006BHJP
【ＦＩ】
G06F3/03 400Z
G06F3/041 595
G06F3/044 120
G06F3/0354 453
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022507879
(86)(22)【出願日】2020-08-06
(85)【翻訳文提出日】2022-03-04
(86)【国際出願番号】 US2020045181
(87)【国際公開番号】W WO2021030139
(87)【国際公開日】2021-02-18
(31)【優先権主張番号】62/885,029
(32)【優先日】2019-08-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/826,723
(32)【優先日】2020-03-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＥＲＩＬＯＧ
(71)【出願人】
【識別番号】507364997
【氏名又は名称】サイプレス セミコンダクター コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】Ｃｙｐｒｅｓｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【住所又は居所原語表記】１９８ Ｃｈａｍｐｉｏｎ Ｃｏｕｒｔ， Ｓａｎ Ｊｏｓｅ， ＣＡ ９５１３４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【弁理士】
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】アンドリー ヤロシュ
(72)【発明者】
【氏名】イェンス ヴェーバー
【テーマコード（参考）】
5B087
【Ｆターム（参考）】
5B087AA02
5B087DD03
(57)【要約】
タッチスクリーンディスプレイと、対応するデバイスおよび方法と、が開示され、タッチスクリーンディスプレイは、複数の静電容量センサを有するタッチスクリーンと、１つ以上の導電性要素を有する受動ダイヤルであって、１つ以上の導電性要素が、タッチスクリーンの面に近接しかつ受動ダイヤルの回転に併せて動くように、タッチスクリーンのアクティブ領域内に取り付けられた受動ダイヤルと、を備える。タッチスクリーンディスプレイは、従来の静電容量センシング技術を使用して受動ダイヤルの角度を検出するタッチスクリーンコントローラをさらに含むことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の静電容量センサを有するタッチスクリーンと、１つ以上の導電性要素を有する受動ダイヤルと、
前記タッチスクリーンに動作可能に結合されたタッチスクリーンコントローラと、
を備える静電容量式タッチスクリーンディスプレイであって、
前記受動ダイヤルは、前記１つ以上の導電性要素が、前記タッチスクリーンの面に近接しかつ前記受動ダイヤルの回転に併せて動くように、前記タッチスクリーンのアクティブ領域内に少なくとも部分的に取り付けられており、
前記タッチスクリーンコントローラは、
前記受動ダイヤルが回転するときに、前記１つ以上の導電性要素に対する前記複数の静電容量センサのうちの１つ以上の静電容量センサの測定容量応答に少なくとも部分的に基づいて、前記受動ダイヤルの現在角度を検出し、
前記受動ダイヤルの前記現在角度に対応するデータをユーザインタフェースコントローラに出力する、
ように構成されている、
静電容量式タッチスクリーンディスプレイ。
【請求項2】
前記受動ダイヤルの前記現在角度を検出するために、前記タッチスクリーンコントローラは、前記受動ダイヤルの各角度に関して、前記複数の静電容量センサのあるセットの基準応答および前記静電容量センサの前記セットの測定容量応答に基づいて、相関係数を決定し、
前記受動ダイヤルの前記現在角度として、最大の相関係数を有する受動ダイヤルの角度を識別する、
ように構成されている、
請求項１記載の静電容量式タッチスクリーンディスプレイ。
【請求項3】
個別の角度に関する静電容量センサのセットは、前記個別の角度において前記受動ダイヤルのエッジに中心が位置する行列を形成する、請求項２記載の静電容量式タッチスクリーンディスプレイ。
【請求項4】
前記静電容量センサの前記セットの前記基準応答は、放物面としてモデル化されている、請求項３記載の静電容量式タッチスクリーンディスプレイ。
【請求項5】
前記静電容量センサの前記セットの前記基準応答は、ガウシアンとしてモデル化されている、請求項３記載の静電容量式タッチスクリーンディスプレイ。
【請求項6】
前記タッチスクリーンコントローラは、前記複数の静電容量センサそれぞれの生のカウント値を測定し、
前記複数の静電容量センサそれぞれのベースライン応答値を、測定された生のカウント値へ初期化する、
ようにさらに構成されている、
請求項２記載の静電容量式タッチスクリーンディスプレイ。
【請求項7】
前記タッチスクリーンコントローラは、負の寄生ピークに対応する最小の相関係数を有する前記受動ダイヤルの角度を識別し、
前記受動ダイヤルの初期移動の検出に応答して、前記複数の静電容量センサの第２のセットのそれぞれについて、前記静電容量センサのベースライン応答値を、それぞれの現在の生のカウント値へリセットする、
ようにさらに構成されており、前記静電容量センサの第２のセットは、前記最小の相関係数に対応する角度において前記受動ダイヤルのエッジに中心が位置する行列を形成する、
請求項６記載の静電容量式タッチスクリーンディスプレイ。
【請求項8】
複数の静電容量センサを備えるタッチスクリーンのアクティブ領域内に取り付けられた受動ダイヤルを準備するステップであって、前記受動ダイヤルは、前記タッチスクリーンの面に近接しかつ前記受動ダイヤルの回転に併せて動く１つ以上の導電性要素を含むステップと、処理デバイスにより、前記受動ダイヤルが回転するときに、前記１つ以上の導電性要素に対する前記複数の静電容量センサのうちの１つ以上の測定容量応答に少なくとも部分的に基づいて、前記受動ダイヤルの現在角度を検出するステップと、
前記受動ダイヤルの前記現在角度に対応するデータをユーザインタフェースコントローラに出力するステップと、
を含む方法。
【請求項9】
前記受動ダイヤルの前記現在角度を検出するステップは、前記受動ダイヤルの各角度に関して、前記複数の静電容量センサのあるセットの基準応答と、前記静電容量センサの前記セットの測定容量応答と、の間の類似度を決定するステップと、
前記受動ダイヤルの前記現在角度として、最大の類似度を有する前記受動ダイヤルの角度を識別するステップと、
を含む、
請求項８記載の方法。
【請求項10】
個別の角度に関する前記静電容量センサのセットは、前記個別の角度において前記受動ダイヤルのエッジに中心が位置する行列を形成する、請求項９記載の方法。
【請求項11】
前記静電容量センサの前記セットの前記基準応答は、放物面としてモデル化されている、請求項１０記載の方法。
【請求項12】
前記静電容量センサの前記セットの前記基準応答は、ガウシアンとしてモデル化されている、請求項１０記載の方法。
【請求項13】
前記方法は、前記複数の静電容量センサそれぞれの生のカウント値を測定するステップと、
前記複数の静電容量センサそれぞれのベースライン応答値を、測定された生のカウント値へ初期化するステップと、
をさらに含む、
請求項９記載の方法。
【請求項14】
前記方法は、前記複数の静電容量センサのセットの基準応答と静電容量センサの前記セットの測定容量応答との間の、負の寄生ピークに対応する最小の類似度を有する前記受動ダイヤルの角度を識別するステップと、
前記受動ダイヤルの初期移動の検出に応答して、前記複数の静電容量センサの第２のセットのそれぞれについて、前記静電容量センサのベースライン応答値をそれぞれの現在の生のカウント値へリセットするステップであって、前記静電容量センサの前記第２のセットは、前記最小の類似度に対応する角度において前記受動ダイヤルのエッジに中心が位置する行列を形成するステップと、
をさらに含む、
請求項１３記載の方法。
【請求項15】
メモリと、前記メモリに動作可能に結合された処理デバイスと、
を備えるタッチスクリーンコントローラであって、
前記メモリは、受動ダイヤルの各角度に関する基準応答を記憶し、前記受動ダイヤルは、複数の静電容量センサを有するタッチスクリーンのアクティブ領域内に少なくとも部分的に取り付けられており、前記受動ダイヤルの１つ以上の導電性要素は、前記タッチスクリーンの面に近接しかつ前記受動ダイヤルの回転に併せて動き、各角度に関する基準応答は、前記複数の静電容量センサのあるセットに対応し、
前記処理デバイスは、
前記受動ダイヤルの各角度に関する基準応答、および前記受動ダイヤルの各角度に関する前記１つ以上の導電性要素に対する前記複数の静電容量センサのうちの１つ以上の静電容量センサの測定容量応答に少なくとも部分的に基づいて、前記受動ダイヤルの現在角度を検出し、
前記受動ダイヤルの前記角度に対応するデータをユーザインタフェースコントローラに出力する、
ように構成されている、
タッチスクリーンコントローラ。
【請求項16】
前記受動ダイヤルの前記現在角度を検出するために、前記処理デバイスは、前記受動ダイヤルの各角度に関して、前記複数の静電容量センサの前記セットの基準応答と、前記静電容量センサの前記セットの測定容量応答と、の間の類似度を決定し、
前記受動ダイヤルの前記現在角度として、最大の類似度を有する前記受動ダイヤルの角度を識別する、
ように構成されている、
請求項１５記載のタッチスクリーンコントローラ。
【請求項17】
個別の角度に関する静電容量センサのセットは、前記個別の角度において前記受動ダイヤルのエッジに中心が位置する行列を形成する、請求項１６記載のタッチスクリーンコントローラ。
【請求項18】
静電容量センサの前記セットの前記基準応答は、放物面としてモデル化される、請求項１７記載のタッチスクリーンコントローラ。
【請求項19】
前記タッチスクリーンコントローラは、前記複数の静電容量センサそれぞれの生のカウント値を測定し、
前記複数の静電容量センサそれぞれのベースライン応答値を、測定された生のカウント値へ初期化する、
ようにさらに構成されている、
請求項１６記載のタッチスクリーンコントローラ。
【請求項20】
前記タッチスクリーンコントローラは、前記複数の静電容量センサのセットの基準応答と前記静電容量センサの前記セットの測定容量応答との間の、負の寄生ピークに対応する最小の類似度を有する前記受動ダイヤルの角度を識別し、
前記受動ダイヤルの初期移動の検出に応答して、前記複数の静電容量センサの第２のセットのそれぞれについて、前記静電容量センサのベースライン応答値を、それぞれの現在の生のカウント値へリセットする、
ようにさらに構成されており、静電容量センサの前記第２のセットは、前記最小の類似度に対応する角度において前記受動ダイヤルのエッジに中心が位置する行列を形成する、
請求項１９記載のタッチスクリーンコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願
本出願は、２０１９年８月９日付にて出願された米国仮特許出願第６２／８８５０２９号の優先権を主張する、２０２０年３月２３日付にて出願された米国特許出願第１６／８２６７２３号明細書の国際出願であり、これら両方の全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年８月９日付にて出願された米国仮特許出願第６２／８８５０２９号の優先権を主張する、２０２０年３月２３日付にて出願された米国特許出願第１６／８２６７２３号明細書の国際出願であり、これら両方の全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、概してセンシングシステムに関し、より詳細にはタッチスクリーンディスプレイ上の受動デバイスの角度または位置を決定するように構成可能な静電容量測定システムに関する。
【背景技術】
【0003】
タッチスクリーンディスプレイは、典型的には、静電容量式、抵抗式、誘導式、光学式、音響式または他の技術を使用して、１つ以上の指、スタイラスおよび／または他の対象物の存在、位置または動きを決定するタッチスクリーンを含む。例えば、容量センシングアレイは、容量センシング要素の容量を測定し、導電性対象物のタッチまたは存在を示す容量のデルタを評価することによって機能する。導電性対象物（例えば、指、手または他の対象物）が容量センシング要素に接触するかまたは近接すると、容量が変化し、導電性対象物が検出される。静電容量センシングシステムは、容量の変化を反映する、電極に発生した電気信号をセンシングすることができる。そのような容量の変化は、タッチイベント（すなわち、個別の電極に対する対象物の接近）を示すことができる。容量の変化は、容量センシング要素の測定容量に対応する信号をデジタル値に変換する電気回路によって測定することができる。測定容量は、一般に、積分されてデジタル値に変換される電流または電圧として受け取られる。
【0004】
静電容量には、１）容量センシング回路が当該容量センシング回路に結合された２つの電極間に形成される容量を測定する相互容量と、２）容量センシング回路が１つの電極の容量を測定する自己容量と、の２つの典型的なタイプがある。タッチパネルは、（１）および（２）の両方のタイプの分散した容量負荷を有し、いくつかのタッチソリューションは、さまざまなセンシングモードにおいて、両方の容量を一義的にまたはハイブリッド形式でセンシングする。
【0005】
容量センシング要素は、機械式ボタン、ダイヤル／ノブ、および他の同様の機械式ユーザインタフェースコントローラの置換のために使用することができる。このようなセンシング要素の使用は、過酷な条件下での信頼性の高い動作を提供しながら、複雑な機械式スイッチおよびボタンの機能性に置き換わることができる。加えて、これらのセンシング要素は、既存の製品にユーザインタフェースオプションを提供するために、現代の顧客用途において広く使用されている。これらのセンシング要素は、単一のボタンから、タッチセンシング面用の容量センシングアレイの形態で多数配置されたものまで、多岐にわたりうる。
【0006】
センシングアレイおよびタッチボタンは、今日の産業および消費者市場において広く普及している。これらは、携帯電話、ＧＰＳデバイス、セットトップボックス、カメラ、コンピュータスクリーン、ＭＰ３プレーヤ、デジタルタブレットなどに見ることができる。
【0007】
本発明の各実施形態は、添付図面の図に、限定としてではなく例として示されている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1A】本開示のいくつかの実施形態による静電容量式タッチスクリーンディスプレイを示すブロック図である。
【図1B】本開示のいくつかの実施形態による、受動ダイヤルが取り付けられた静電容量式タッチスクリーンディスプレイを示すブロック図である。
【図2A】本開示のいくつかの実施形態による受動ダイヤルを示す図である。
【図2B】本開示のいくつかの実施形態による受動ダイヤルを示す図である。
【図3A】本開示のいくつかの実施形態による、タッチスクリーンの基準応答放物面を示す図である。
【図3B】本開示のいくつかの実施形態による、タッチスクリーンの基準応答放物面を示す図である。
【図4A】本開示のいくつかの実施形態による、異なる角度でのタッチスクリーンの実応答および基準応答を示す図である。
【図4B】本開示のいくつかの実施形態による、異なる角度でのタッチスクリーンの実応答および基準応答を示す図である。
【図4C】本開示のいくつかの実施形態による、異なる角度でのタッチスクリーンの実応答および基準応答を示す図である。
【図4D】本開示のいくつかの実施形態による、異なる角度でのタッチスクリーンの実応答および基準応答を示す図である。
【図5A】本開示のいくつかの実施形態による、ダイヤルの各角度の相関係数を示す図である。
【図5B】本開示のいくつかの実施形態による、ダイヤルの各角度の相関係数を示す図である。
【図5C】本開示のいくつかの実施形態による、ダイヤルの各角度の相関係数を示す図である。
【図5D】本開示のいくつかの実施形態による、ダイヤルの各角度の相関係数を示す図である。
【図6】本開示のいくつかの実施形態による、ダイヤルの角度を検出するための方法を示すフロー図である。
【図7】本開示のいくつかの実施形態による、ダイヤルの初期移動を検出するための方法を示すフロー図である。
【図8】本開示のいくつかの実施形態による、ガウシアンとしてモデル化された基準応答を示す図である。
【図9】本開示のいくつかの実施形態による、複数の導電性要素を備えたダイヤルを示す図である。
【図10】本開示のいくつかの実施形態による、タッチスクリーンディスプレイを示す図である。
【図11】本開示のいくつかの実施形態による、タッチスクリーンディスプレイを調整するためのシステムおよびタッチスクリーンディスプレイを動作させるためのシステムを示す図である。
【図12】プログラマブルシステムオンチップ（ＰＳｏＣ（登録商標））処理デバイスのコアアーキテクチャのある実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下の説明では、本実施形態の完全な理解がもたらされるよう、多数の具体的な詳細を説明のために記載する。しかし、当業者には、これらの具体的な詳細なしに本実施形態を実践できることが明らかであろう。他の事例では、本説明の理解が不必要にわかりにくくならないよう、周知の回路、構造および技術を詳しく示すことなく、ブロック図で示す。
【0010】
本説明における「一実施形態」または「ある実施形態」に対する言及は、実施形態に関連して説明する個別の特徴、構造または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本説明のさまざまな箇所にある表現「一実施形態では」は、必ずしも同じ実施形態を意味するものではない。
【0011】
容量センシングアレイおよびタッチボタンは、今日の産業および消費者市場において広く普及している。容量センシング要素は、機械式ボタン、ダイヤル／ノブおよび他の同様の機械式ユーザインタフェースコントローラの機能への置換のために使用することができる。にもかかわらず、ダイヤルは、その固有の触覚的な好みおよび人の習慣的な好みにより、例えば自動車など多くの用途においてユーザの間で人気のあるオプションであり続けている。しかし、車両および他の用途では、タッチスクリーンのサイズが大きくなることで、ダイヤルのために利用できるスペースが減少することが多い。加えて、タッチスクリーンがダイヤルの機能に置き換わりうるため、別個のダイヤルは冗長となる場合がある。
【0012】
本明細書で説明する実施形態は、従来の静電容量センシング技術を使用して、タッチスクリーンディスプレイに取り付けられた受動ダイヤルの角度を検出することを志向する。ダイヤルは、受動デバイスであることができ、よって、いかなる種類の電子機器（例えば、オンボード測定システム）も含む必要がなく、またはいかなる方法でも電力供給される必要がない。ダイヤルは、タッチスクリーンに近接するようにダイヤルに取り付けられうる導電性要素を含むことができる。このようにして、導電性要素は、その角度を検出できるよう、タッチスクリーンに電気的にまたは容量的に結合することができる。ダイヤルを回転させると、導電性要素は回転することができ、よって、導電性要素（ひいてはダイヤル）の回転および現在角度を容量センシングアレイによって検出することができる。本明細書で説明する実施形態はまた、ダイヤルの初期移動から生じる負の寄生応答を検出および除去することを含む。本明細書で説明する実施形態は、ダイヤルの受動的性質のため、ノイズに強く、本明細書でさらに詳しく説明するように、温度による容量測定のずれの影響を受けにくくすることができる。加えて、角度位置が直接に計算される（すなわち、角度位置が主要な変数である）ため、半径ジッタ（radius jitter）がない。本明細書で説明する利点に代えてまたはこれに加えて、他の利点を実現することもできる。
【0013】
本明細書では、従来の静電容量センシング技術を使用して、タッチスクリーンディスプレイに取り付けられた受動ダイヤルの位置を決定するデバイス、方法およびシステムについて説明する。一実施形態では、タッチスクリーンディスプレイが開示され、当該タッチスクリーンディスプレイは、複数の静電容量センサを有するタッチスクリーンと、１つ以上の導電性要素を有する受動ダイヤルと、を備える。受動ダイヤルは、１つ以上の導電性要素がタッチスクリーンの面に近接しかつ受動ダイヤルの回転に併せて動くように、タッチスクリーンのアクティブ領域内に取り付けることができる。タッチスクリーンディスプレイは、タッチスクリーンに動作可能に結合されたタッチスクリーンコントローラをさらに備えることができる。タッチスクリーンコントローラは、受動ダイヤルが回転すると、１つ以上の導電性要素に対する複数の静電容量センサのセットそれぞれの容量応答に少なくとも部分的に基づいて、受動ダイヤルの角度を検出し、受動ダイヤルの角度に対応するデータをユーザインタフェースコントローラに出力することができる。
【0014】
静電容量センシングシステムに関して説明するが、本開示の実施形態は、任意の適切なセンシングシステム（例えば、誘導式、抵抗式）を利用するタッチスクリーンディスプレイで実現されてもよい。
【0015】
例えば、誘導センシングシステムは、共振するコイルまたはコイルの対によって誘導されるループ電流を取り出す１つ以上のセンシング要素を含むことができる。この場合、電流の大きさ、位相および周波数のうちのいくつかの組み合わせを、位置情報を決定するために使用することができる。
【0016】
別の例では、抵抗センシングシステムが、可撓性かつ導電性であって、導電性の第２の層から１つ以上のスペーサ要素によって分離された第１の層を含むことができる。動作中、１つ以上の電圧勾配が層を横切って生じる。可撓性の第１の層を押すと、第１の層は、層間に電気的接触が生じるように十分にたわみ、層間の接触点を反映する電圧出力をもたらすことができる。これらの電圧出力を、位置情報を決定するために使用することができる。
【0017】
図１Ａは、タッチスクリーンディスプレイ１００の一実施形態を示すブロック図である。タッチスクリーンディスプレイ１００は、タッチスクリーン１０５と、ユーザインタフェースコントローラ１４０（図１Ｂ）と、タッチスクリーンコントローラ１２０と、を備えることができる。タッチスクリーン１０５は、容量センシングアレイ１１０を含むことができ、タッチスクリーンコントローラ１２０は、容量センシングアレイ１１０の容量（自己容量または相互容量）を測定するように構成することができる。一実施形態では、マルチプレクサ回路を使用して、さまざまな構成で、タッチスクリーンコントローラ１２０の容量センシング回路１２５とセンシングアレイ１１０とを接続することができる。タッチスクリーン１０５（例えば、タッチスクリーンまたはタッチパッド）は、タッチスクリーンコントローラ１２０に結合することができ、タッチスクリーンコントローラ１２０は、ホストコンピューティングデバイス（図示せず）に結合することができる。一実施形態では、センシングアレイ１１０は、タッチスクリーンコントローラ１２０を使用してタッチスクリーン１０５上のタッチを検出する２次元センシングアレイである。
【0018】
一実施形態では、センシングアレイ１１０は、２次元行列（ＸＹ行列ともいう）として配置される電極１１１（１）～１１１（Ｎ）（ここで、Ｎは正の整数である）を含む。センシングアレイ１１０は、複数の信号を搬送する１つ以上のアナログバス１１５を介してタッチスクリーンコントローラ１２０に結合されている。さらなる実施形態では、マルチプレクサ（図示せず）を使用して、本明細書で説明するようなさまざまな構成で容量センシング回路１２５を結合することができる。容量センシングアレイ１１０は、多次元容量センシングアレイを含むことができる。多次元センシングアレイは、行および列として編成された複数のセンシング要素を含む。別の実施形態では、容量センシングアレイ１１０は、全点アドレス指定可能な（「ＡＰＡ」）相互容量センシングアレイとして動作する。また他の実施形態では、容量センシングアレイ１１０は、不透明な容量センシングアレイ（例えば、ＰＣタッチパッド）である。容量センシングアレイ１１０は、平坦な表面プロファイルを有するように配置することができる。代替的に、容量センシングアレイ１１０は、非平坦な表面プロファイルを有してもよい。代替的に、他の構成の容量センシングアレイも使用可能である。例えば、垂直列および水平行に代えて、容量センシングアレイ１１０は、本開示の利益を有する当業者によって理解されるように、六角形の配置などを有してもよい。一実施形態では、容量センシングアレイ１１０は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または任意の他の透明導電体から作られたパネルまたはタッチスクリーンパネルに含めることができる。
【0019】
一実施形態では、容量センシング回路１２５は、電極１１１上の電荷を測定するための１つ以上の受信（ＲＸ）チャンネルを含むことができる。容量センシングアレイ１１０上の容量を測定する、自己容量センシングや相互容量センシングなどのさまざまな方法がある。ＲＸチャンネルは、容量を測定するための弛張発振器または他の手段と、発振器出力を測定するためのカウンタまたはタイマと、を含むことができる。別の実施形態では、ＲＸチャンネルは、図２に関して説明および図示するように、計算増幅器、スイッチおよび積分器コンデンサを含む。ＲＸチャンネルは、電極１１１（１）～１１１（Ｎ）の自己容量を表す信号を測定する。容量センシング回路１２５はまた、測定された信号をデジタル値に変換する、アナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）などの変換器回路を含む。タッチスクリーンコントローラ１２０は、カウント値（例えば、容量値）をタッチ検出判定（スイッチ検出判定ともいう）または相対振幅に変換するソフトウェアコンポーネントをさらに含むことができる。電流対電圧位相シフト測定、抵抗器－コンデンサ充電タイミング、容量式ブリッジ分割器、電荷移動、逐次近似、シグマ－デルタ変調器、電荷蓄積回路、電界効果、相互容量、周波数シフトまたは他の容量測定アルゴリズムなど、容量を測定するためのさまざまな既知の方法があることに留意されたい。しかし、いくつかの実施形態では、生のカウントを閾値に対して評価する代わりに、容量センシング回路１２５がユーザインタラクションを決定するために他の測定値を評価してもよいことに留意されたい。例えば、シグマ－デルタ変調器を有する容量センシング回路１２５では、容量センシング回路１２５は、生のカウントが特定の閾値を上回ることまたは下回ることに代えて、出力のパルス幅の比（すなわち、密度領域）を評価する。ＲＸチャンネルは、異なる動作モードに構成されうる１つのタイプのセンシングチャンネルであってもよいことに留意されたい。例えば、自己容量モードのＲＸチャンネルは、電極を駆動およびセンシングして、接地に対する電極の自己容量を測定するためのセンシングチャンネルとして構成される。ＲＸチャンネルはまた、第１の電極（ＲＸ）と第２の電極（ＴＸ）との間の相互容量を測定する相互容量モードのためのセンシングチャンネルとして構成することができる。このモードのＴＸ電極は、本明細書で説明するようにＴＸ信号によって駆動される。代替的に、ＲＸチャンネルは、自己容量と相互容量を同時または順次に測定しうる、自己容量および相互容量モードに構成することができる。
【0020】
別の実施形態では、容量センシング回路１２５は、ＴＸ電極に印加されるＴＸ信号１２５Ａを生成するためのＴＸ信号生成器と、ＲＸ電極上のＲＸ信号１２５Ｂを測定するために結合された、積分器などの受信器（センシングチャンネルともいう）と、を含むことができる。さらなる実施形態では、容量センシング回路は、受信器の出力に結合されて、測定されたＲＸ信号を、容量値を表すデジタル値に変換するアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）を含む。デジタル値は、タッチスクリーンコントローラ１２０によってさらに処理することができる。
【0021】
タッチスクリーンコントローラ１２０は、タッチスクリーン１０５に接触または近接している１つ以上の導電性対象物を検出するように構成される。本明細書で使用する場合、「タッチ」とは、導電性対象物がタッチスクリーン１０５に接触または近接することを意味しうる。タッチスクリーンコントローラ１２０は、指、受動スタイラス、能動スタイラスまたはこれらの任意の組み合わせなどの導電性対象物を検出することができる。容量センシング回路１２５は、容量センシングアレイ１１０上のタッチデータを測定することができる。タッチデータは複数のセルとして表すことができ、各セルは容量センシングアレイ１１０のセンシング要素（例えば、電極）の交差部を表す。２つのセンシング要素間の交差部は、互いにガルバニック絶縁を維持しながら、１つのセンシング電極が別のセンシング電極に交差する位置または重なる位置として理解することができる。
【0022】
容量センシング要素１１１は、銅などの導電性材料の電極である。センシング要素１１１はまた、ＩＴＯまたは任意の他の透明もしくは半透明の導電性材料から作られたパネルの一部であってもよい。容量センシング要素１１１は、容量センシング回路１２５が自己容量、相互容量またはこれらの任意の組み合わせを測定できるように構成可能であることができる。別の実施形態では、タッチデータは、容量センシングアレイ１１０の２次元容量画像である。一実施形態では、容量センシング回路１２５がタッチセンシングデバイス（例えば、容量センシングアレイ１１０）の相互容量を測定すると、容量センシング回路１２５は、タッチセンシングデバイスの２Ｄ容量画像を取得し、ピークおよび位置情報についてデータを処理する。別の実施形態では、タッチスクリーンコントローラ１２０は、センシングアレイ１１０などから容量タッチ信号のデータセットを取得するマイクロコントローラであり、マイクロコントローラ上で実行される指検出ファームウェアは、タッチを示すデータセット領域の識別、ピークの検出および処理、座標の計算、またはこれらの任意の組み合わせを行う。ファームウェアは、本明細書で説明する実施形態を使用してピークを識別する。ファームウェアは、得られたピークの正確な座標を計算することができる。一実施形態では、ファームウェアは、得られたピークの正確な座標を、相関アルゴリズムを使用して計算することができ、この相関アルゴリズムは、可能な各角度の相関係数を計算し、最も高い相関係数を有する角度をタッチの位置として識別する。ピークのＸ／Ｙ座標は、本明細書でさらに詳しく説明するように、タッチの厳密な位置を記述することができる。代替的に、得られたピークの座標を決定するために、他の座標補間アルゴリズムを使用してもよい。タッチスクリーンコントローラ１２０は、正確な座標を他の情報と同様にホスト１５０（例えば、ホストプロセッサ）に報告することができる。
【0023】
一実施形態では、タッチスクリーンコントローラ１２０は、処理デバイス１３０をさらに含む。処理デバイス１３０の動作はファームウェアにおいて実装されてよく、代替的にハードウェアまたはソフトウェアにおいて実装されてもよい。処理デバイス１３０は、容量センシング回路１２５から信号を受信し、対象物（例えば、指）がセンシングアレイ１１０上でもしくはこれに近接して検出されたかどうか（例えば、対象物の存在の決定）、対象物がセンシングアレイ上のどこにあるか（例えば、対象物の位置の特定）を決定すること、対象物の動きを追跡すること、またはタッチセンサで検出される対象物に関する他の情報など、センシングアレイ１１０の状態を決定することができる。
【0024】
別の実施形態では、タッチスクリーンコントローラ１２０の処理デバイス１３０の動作を実行する代わりに、タッチスクリーンコントローラ１２０は、生のデータまたは部分的に処理されたデータをホスト１５０に送信することができる。ホスト１５０は、図１に示すように、処理デバイス１３０の動作の一部または全てを実行する判定ロジック１５１を含むことができる。判定ロジック１５１の動作は、ファームウェア、ハードウェア、ソフトウェアまたはこれらの組み合わせで実装することができる。ホスト１５０は、感度差の補償、他の補償アルゴリズム、ベースライン更新ルーチン、起動および／または初期化ルーチン、補間演算またはスケーリング演算などのルーチンを受信データに関して実行するアプリケーション１５２に高レベルのアプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）を含むことができる。処理デバイス１３０に関して説明した動作は、判定ロジック１５１、アプリケーション１５２、またはタッチスクリーンコントローラ１２０の外部の他のハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアにおいて実装することができる。いくつかの他の実施形態では、タッチスクリーンコントローラ１２０は、ホスト１５０であるか、またはホスト１５０を含む。
【0025】
別の実施形態では、タッチスクリーンコントローラ１２０はまた、非センシングアクションブロック１０３を含むことができる。このブロック１０３は、データを処理し、かつ／またはホスト１５０との間で受信／送信するために使用することができる。例えば、センシングアレイ１１０とともにタッチスクリーンコントローラ１２０によって動作するために追加のコンポーネント（例えば、キーボード、キーパッド、マウス、トラックボール、ＬＥＤ、ディスプレイ、または他の周辺デバイス）を実装することができる。
【0026】
図示しているように、容量センシング回路１２５は、タッチスクリーンコントローラ１２０に統合することができる。容量センシング回路１２５は、タッチセンサパッド（図示せず）、容量センシングアレイ１１０、タッチセンサスライダ（図示せず）、タッチセンサボタン（図示せず）、および／または他のデバイスなどの外部コンポーネントに結合するためのアナログＩ／Ｏを含むことができる。容量センシング回路１２５は、相互容量センシング技術、自己容量センシング技術、電荷結合技術などを使用して容量を測定するように構成可能であることができる。一実施形態では、容量センシング回路１２５は、電荷蓄積回路、容量変調回路、または当業者によって知られている他の容量センシング法を使用して動作する。ある実施形態では、容量センシング回路１２５は、Ｃｙｐｒｅｓｓ ＴＭＡ－４ｘｘすなわちＴＭＡ－ｘｘ群のタッチスクリーンコントローラである。代替的に、他の容量センシング回路を使用してもよい。本明細書で説明する容量センシングアレイすなわちタッチスクリーンは、視覚ディスプレイ自体（例えば、ＬＣＤモニタ）またはディスプレイ正面の透明基板のいずれかの上部、内部または下部に配置された透明な導電性センシングアレイを含むことができる。
【0027】
ある実施形態では、ＴＸ電極およびＲＸ電極はそれぞれ行および列として構成される。電極の行および列は、タッチスクリーンコントローラ１２０（または容量センシング回路１２５）により、自己容量測定値のための個別電極として、相互容量測定値のためのＴＸまたはＲＸ電極として、任意の組み合わせで構成してもよいことに留意されたい。同様に、タッチスクリーンコントローラ１２０（または容量センシング回路１２５）は、マルチプレクサを介するなどして、電極を自己容量センシング用のＲＸ電極として、また１つ以上の電極をバリア電極として構成することができる。さらなる実施形態では、タッチスクリーンコントローラ１２０（または容量センシング回路１２５）はまた、いくつかの電極がシールド信号によって駆動されるように構成することができる。２つのセンシング要素間の交差部は、互いにガルバニック絶縁を維持しながら、１つのセンシング電極が別のセンシング電極に交差するかまたは重なる位置として理解することができる。指やスタイラスなどのタッチ対象物が容量センシングアレイ１１０に近づくと、対象物は、ＴＸ／ＲＸ電極のいくつかの間の相互容量の減少を引き起こす。別の実施形態では、指の存在により、電極の結合容量が増大する。よって、ＲＸ電極上で容量の減少が測定された時点でＴＸ信号が印加された、ＴＸ電極とＲＸ電極との間の結合容量が減少したＲＸ電極を識別することにより、容量センシングアレイ１１０上の指の位置を決定することができる。したがって、電極の交差部に関連する容量を順次決定することにより、１つ以上の入力の位置を決定することができる。プロセスは、センシング要素のベースラインを決定することによりセンシング要素を較正可能であることに留意されたい。また、本開示の利益を有する当業者によって理解されるように、行／列ピッチよりも良好な分解能で指の位置を検出するために補間を使用できることに留意されたい。加えて、本開示の利益を有する当業者によって理解されるように、タッチの中心を検出するためにさまざまなタイプの座標補間アルゴリズムを使用することができる。
【0028】
また、本明細書で説明する実施形態は、ホストに結合された処理デバイスの構成を有することに限定されず、センシングデバイス上の容量を測定し、生データをホストコンピュータに送信し、そこでデータがアプリケーションによって解析されるシステムを含むことができることに留意されたい。実質的に、タッチスクリーンコントローラ１２０によって行われる処理は、ホストで行うこともできる。
【0029】
タッチスクリーンコントローラ１２０は、例えば集積回路（ＩＣ）ダイ基板またはマルチチップモジュール基板などの、共通のキャリア基板上に存在することができる。代替的に、タッチスクリーンコントローラ１２０のコンポーネントは、１つ以上の別個の集積回路および／またはディスクリートコンポーネントであってもよい。一実施形態では、タッチスクリーンコントローラ１２０は、Ｃｙｐｒｅｓｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆ）によって開発されたプログラマブルシステムオンチップ（ＰＳｏＣ（登録商標））処理デバイスであることができる。代替的に、タッチスクリーンコントローラ１２０は、マイクロプロセッサもしくは中央処理装置、コントローラ、特殊用途プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブルデバイスなど、当業者によって知られている１つ以上の他の処理デバイスであってもよい。代替的な実施形態では、例えば、タッチスクリーンコントローラ１２０は、コアユニットおよび複数のマイクロエンジンを含む複数のプロセッサを有するネットワークプロセッサであってもよい。付加的に、タッチスクリーンコントローラ１２０は、汎用処理デバイスと特殊用途処理デバイスとの任意の組み合わせを含んでもよい。
【0030】
容量センシング回路１２５は、タッチスクリーンコントローラ１２０のＩＣに統合されてもよいし、代替的に別のＩＣに統合されてもよい。代替的に、容量センシング回路１２５の記述を、他の集積回路に組み込むために生成し、コンパイルしてもよい。例えば、容量センシング回路１２５またはその一部を記述する動作レベルコードを、ＶＨＤＬやＶｅｒｉｌｏｇなどのハードウェア記述言語を使用して生成し、機械アクセス可能な媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、フロッピーディスクなど）に記憶することができる。さらに、動作レベルコードは、レジスタ転送レベル（「ＲＴＬ」）コード、ネットリストまたは回路配置にコンパイルし、機械アクセス可能な媒体に記憶することができる。動作レベルコード、ＲＴＬコード、ネットリストおよび回路配置は、容量センシング回路１２５を記述するためのさまざまな抽象化レベルを表すことができる。
【0031】
タッチスクリーンディスプレイ１００のコンポーネントは、上で説明したコンポーネントの全てを含みうることに留意されたい。代替的に、タッチスクリーンディスプレイ１００は、上で説明したコンポーネントの一部を含んでもよい。
【0032】
一実施形態では、タッチスクリーンディスプレイ１００は、タブレットコンピュータにおいて使用される。代替的に、電子デバイスは、ノートブックコンピュータ、モバイルハンドセット、携帯情報端末（「ＰＤＡ」）、キーボード、テレビ、リモートコントローラ、モニタ、携帯型マルチメディアデバイス、携帯型メディア（オーディオおよび／またはビデオ）プレーヤ、携帯型ゲームデバイス、ＰＯＳトランザクション用の署名入力デバイス、電子ブックリーダ、全地球測位システム（「ＧＰＳ」）、またはコントロールパネルなどの他の用途において使用することもできる。本明細書で説明する実施形態は、ノートブックに実装するためのタッチスクリーンまたはタッチセンサパッドに限定されず、他の容量センシングの実装に使用することができ、例えば、センシングデバイスは、タッチセンサスライダ（図示せず）またはタッチセンサボタン（例えば、静電容量センシングボタン）であることができる。一実施形態では、これらのセンシングデバイスは、１つ以上の静電容量センサまたは他のタイプの容量センシング回路を含む。本明細書で説明する動作は、ノートブックのポインタ操作に限定されず、照明制御（調光）、音量制御、グラフィックイコライザ制御、速度制御、または段階的なもしくは離散的な調節を必要とする他の制御操作などの動作を含むことができる。また、静電容量センシングの実装のこれらの実施形態は、以下に限定するものではないが、ピックボタン、スライダ（例えば、表示の輝度およびコントラスト）、スクロールホイール、マルチメディアコントローラ（例えば、ボリューム、トラックアドバンスなど）、手書き認識および数字キーパッド操作などの、非容量センシング要素と併せて使用できることに留意されたい。
【0033】
図１Ｂは、図１Ａのタッチスクリーンディスプレイ１００を、タッチスクリーン１０５に取り付けられたダイヤル２００とともに示す。ダイヤル２００は、任意の適切な回転機構（例えば、ノブ）であることができ、タッチスクリーン１０５の（例えば、静電容量センサ１１１が位置する）アクティブ領域に取り付けることができる。タッチスクリーン１０５のアクティブ領域に全体が取り付けられているものとして示しているが、受動ダイヤル２００は、いくつかの実施形態では、受動ダイヤル２００の一部がタッチスクリーン１０５のアクティブ領域内ではない領域と重なるように、タッチスクリーン１０５のアクティブ領域に部分的に取り付けられていてもよい。ダイヤル２００は、任意の適切な方法で取り付けることができる。いくつかの実施形態では、ダイヤル２００は、タッチスクリーン１０５の表面に接着されたアクリルパネルを含むことができる。ダイヤル２００は、受動デバイスであることができ、いかなる種類の電子機器（例えば、オンボード測定システム）も含む必要がなく、またはいかなる方法でも電力供給される必要がない。図２Ａおよび図２Ｂは、図１Ｂのダイヤル２００の下面図および側面図を示す。ダイヤル２００は、（図２Ａおよび図２Ｂに示され、本明細書では「指シミュレータ」ともいう）導電性要素２０５を含むことができ、この導電性要素２０５は、タッチスクリーン１０５に近接する（例えば、０．１～０．５ミリメートル）ようにダイヤル２００に取り付けることができる。このようにして、導電性要素２０５は、ダイヤル２００の角度を検出できるように、タッチスクリーン１０５と電気的にまたは容量的に結合することができる。ダイヤル２００を回転させると導電性要素２０５が回転可能となり、よって、本明細書で論じるように、導電性要素２０５（ひいてはダイヤル２００）の回転および現在角度を容量センシングアレイ１１０によって検出することができる。例えば、タッチスクリーンコントローラ１２０は、容量センシングアレイ１１０から、あらゆる角度（１～３６０）での導電性要素２０５の回転から生じる容量タッチ信号のデータセットを取得することができ、タッチスクリーンコントローラ１２０上で実行される位置検出ファームウェアが、本明細書でさらに論じるように、データセット内のピークに基づいて導電性要素２０５の角度を示すデータセット領域を識別する。例えば、ファームウェアは、相関アルゴリズムを使用して導電性要素２０５の正確な角度を計算し、任意の適切な方法でタッチスクリーン１０５に角度を表示することができる。本明細書で使用する場合、ダイヤルまたは導電性要素の角度は、ダイヤルまたは導電性要素の現在角度を意味することができる。
【0034】
導電性要素２０５は、任意の適切な金属で作製することができ、図２Ａおよび図２Ｂでは円柱として示しているが、任意の適切な形状（例えば、直方体状）を有してもよい。ダイヤル２００は、回転する金属板２１５およびトランク２１０を含むことができる。金属板２１５は、任意の適切な金属で作製することができ、トランク２１０は、金属、プラスチックまたは任意の他の適切な材料で作製することができる。ダイヤル２００は、受動的であるため、ノイズに強く、グリップ爪（grip fingers）によって影響されにくくすることができる。単一の導電性要素を有するものとして示しているが、ダイヤル２００は、任意の適切な数の導電性要素を含んでもよい。
【0035】
再び図１Ｂを参照すると、タッチスクリーンディスプレイ１００の電源投入時に、タッチスクリーンコントローラ１２０は、静電容量センサアレイ１１０内の各静電容量センサ１１１（１）～１１１（Ｎ）の生のカウント値を測定することができる。個別の静電容量センサ１１１の生のカウントは、その静電容量センサの測定されたセンサ容量を意味しうる。その後、タッチスクリーンコントローラ１２０は、各静電容量センサ１１１のベースライン容量を、その静電容量センサ１１１の生のカウント（測定されたセンサ容量）へ初期化することができる。静電容量センサ１１１のベースライン容量は、ユーザタッチがない（例えば、近くに導電性要素がない）センサの容量を意味することができる。タッチスクリーンコントローラ１２０は、各静電容量センサ１１１のベースライン容量をその生のカウントへ初期化する際に、いずれの静電容量センサ１１１の近くにも導電性要素が存在しないと仮定する。個別の静電容量センサ１１１に関する差分カウントは、導電性要素へのユーザタッチ／近接に対する静電容量センサの応答を意味することができ、生のカウントから静電容量センサのベースライン容量を差し引いたものとして定義することができる。タッチスクリーンコントローラ１２０は、各静電容量センサ１１１（１）～１１１（Ｎ）の生のカウント値の測定を続けて実行することができる。
【0036】
タッチスクリーンコントローラ１２０は、本明細書でさらに詳しく論じるように、相関アルゴリズムファームウェアを実行して、ダイヤル２００の各角度の相関係数を決定することができる。個別の角度の相関係数は、その個別の角度における静電容量センサ１１１の行列の測定された差分カウント値と、ダイヤル２００の個別の角度における静電容量センサ１１１の行列の基準応答値と、の間の類似性のレベルを意味することができる。よって、タッチスクリーンコントローラ１２０は、その個別の角度における静電容量センサ１１１の行列の測定された差分カウント値と、ダイヤル２００のその個別の角度における静電容量センサ１１１の行列の基準応答値と、に基づいて、ダイヤル２００の個別の角度の相関係数を決定することができる。相関係数に関して論じているが、個別の角度における静電容量センサ１１１の行列の測定された差分カウント値と、ダイヤル２００のその個別の角度における静電容量センサ１１１の行列の基準応答値と、の間の類似性を決定する任意の適切な方法を使用してもよい。例えば、タッチスクリーンコントローラ１２０は、最小自乗平均アルゴリズムを使用して、個別の角度における静電容量センサ１１１の行列の測定された差分カウント値と、ダイヤル２００のその個別の角度における静電容量センサ１１１の行列の基準応答値と、の間の類似性のレベルを決定することができる。図３Ａおよび図３Ｂは、ダイヤル２００の個別の角度に関する基準応答３００を示す。図３Ａおよび図３Ｂに示しているように、基準応答３００は、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標を有する放物面としてモデル化される。図３Ｂは、基準応答３００のｘ－ｙおよびｘ－ｚビュー（ｘ－ｙビューグリッドの各ブロックは静電容量センサ１１１を表すことができる）を示しており、ここで、Ｏはタッチスクリーンの原点、Ｃはダイヤルの回転中心、Ｒはダイヤルの半径、αはダイヤルの回転角である。基準応答３００は、個別の角度における静電容量センサ（図３Ｂの網掛け表示されたセンサによって示す）の行列の理想的な容量応答を意味することができる。図３Ｂの例では、行列は、（Ｘ０，Ｙ０）座標によって示す基準放物面の中心を中心とする３×３行列である。基準放物面の中心は、図３Ｂに示すように、ダイヤル２００の半径に依存する。ダイヤル２００の各角度に関する基準応答は、（例えば、タッチスクリーンディスプレイ１００の製造時に）予め決定され、タッチスクリーンコントローラ１２０のメモリ１３５に記憶することができる。基準放物面３００は、２つの主要な調整パラメータ、高さ（ｈ）および半径（ｒ）を有することができる。基準放物面３００のｒは、その個別の角度における容量応答が測定容量応答に寄与する、静電容量センサのセンサ行列（図３Ｂの例では、３×３センサ行列）に適合するように調整することができる。基準応答は、理想的には各角度に関して同じであるが、角度毎のわずかな変動がある場合がある。各位置／角度に対するセンシング電極の応答を正規化するために補償アルゴリズムを使用して、角度毎に大きく異なる基準応答を補償してもよいことに留意されたい。
【0037】
この場合、タッチスクリーンコントローラ１２０は、ダイヤル２００の可能な各角度に関する測定された差分カウント値を決定することができる。個別の角度に関する測定された差分カウントは、個別の角度における静電容量センサ１１１の行列の測定された差分カウント値を意味することができる。センサの行列は、基準応答３００に関して上で論じたように定義することができる。図４Ａおよび図４Ｃは、ダイヤル２００の２つの異なる角度の測定された差分カウント値を示し、図４Ｂおよび図４Ｄは、ダイヤル２００の同じ２つの角度のモデル化された基準応答放物面を示す。この場合、タッチスクリーンコントローラ１２０は、各角度ｊ（ｊ＝１．．．３６０）の相関係数（Ｋｊ）を、各角度ｊに関する測定された差分カウント（ｄｉ）および各角度ｊの基準放物面座標（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉｊ）に基づいて決定することができ、ここで、ｉは静電容量センサ行列指標（例えば、３×３静電容量センサ行列ではｉ＝１．．．９）、ｊは角度指標（例えば、ｊ＝１．．．３６０）を意味する。タッチスクリーンコントローラ１２０は、相関係数が最大値になる角度を、ダイヤル２００の現在角度として識別することができる。これは、式、すなわち
Ｋｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｋｊ）のときαｍａｘ＝ｊ （１）
で表すことができる。
Ｋｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｋｊ）のときαｍａｘ＝ｊ （１）
で表すことができる。
【0038】
タッチスクリーンコントローラ１２０は、次の各式を使用して相関係数を決定することができる。すなわち、
であり、放物面の０未満のｚ値は全て値０に置き換えられる。すなわち、
ｚｉｊ＜０であればｚｉｊ＝０ （７）
となる。
【数1】
ｚｉｊ＜０であればｚｉｊ＝０ （７）
となる。
【0039】
図５Ａ～図５Ｄは、各角度ｊ（１．．．３６０）の相関係数のグラフを示す。図示しているように、相関係数が最大値になる角度は、ダイヤル２００の位置に対応する。図５Ａ～図５Ｄはまた、相関係数が最小になる角度（Ｋｍｉｎ＝ＭＩＮ（Ｋｊ））を示す。これは、次式、すなわち
Ｋｊ＝ＭＩＮ（Ｋｊ）のときαｎｅｇ＝ｊ （８）
で示すことができる。
Ｋｊ＝ＭＩＮ（Ｋｊ）のときαｎｅｇ＝ｊ （８）
で示すことができる。
【0040】
いくつかの実施形態では、タッチスクリーンコントローラ１２０は、相関係数が最小になる角度を利用して、電源投入および初期移動の後の負の寄生応答を除去することができる。タッチスクリーンディスプレイ１００が電源投入された後に、タッチスクリーンコントローラ１２０は、ダイヤル２００の導電性要素２０５（指シミュレータ）の下に現在ある（または近接している）静電容量センサを含む、各静電容量センサ１１１のベースライン容量を、（本明細書で論じているように）センサの生のカウントへ初期化することができる。静電容量センサ１１１の大半のベースライン容量は、その生のカウント（測定容量）がゼロであったので、ゼロとなりうる。しかし、初期化時に導電性要素の下方にあるセンサでは、その生のカウントは（これらが導電性要素に反応しているため）正の非ゼロ値であり、そのベースライン容量はこの正の非ゼロ値へ初期化される。その結果、各静電容量センサ１１１に関する差分カウント（差分カウント＝生のカウント－ベースライン容量）はゼロとなる。ただし、ダイヤル２００の初期回転の後、導電性要素２０５の新たな位置の周りにあるセンサの行列に関する差分カウントは正となるが、導電性要素２０５の古い位置の周りにあるセンサの行列に関する差分カウントは持続的に負となる。これは、古い位置の周りにあるセンサの行列に関する新たな生のカウントは０となるが、初期化中に導電性要素２０５がセンサ上にあったので、これらの静電容量センサのベースライン容量が以前の正の値へ初期化されたためである。その結果、この位置の相関係数は持続的に負となる。よって、導電性要素２０５の古い位置の周りにあるセンサの行列の（負の）差分カウント（相関係数が最小になる角度で表される）が負の寄生ピークを形成し、このことによって相関係数の最大値を表す主ピークの検出が歪められる場合がある。タッチスクリーンコントローラ１２０は、（例えば、図７に関して）本明細書でさらに詳しく論じるように、ダイヤル２００の初期回転があったかどうかを判定することができる。
【0041】
したがって、いくつかの実施形態では、相関アルゴリズムファームウェアが実行されてダイヤル２００の各角度の相関係数が決定されると、タッチスクリーンコントローラ１２０が負のピークの相関係数を決定して、負のピークの相関係数に対応する位置の周りにあるセンサ行列内の各静電容量センサ１１１についてベースライン容量のリセットを適用することができる。別の言い方をすれば、タッチスクリーンコントローラ１２０は、センサ行列内の各静電容量センサ１１１のベースライン容量を、（ダイヤル２００の初期移動の後の）その現在の生のカウント値へと再初期化することができる。これらの各静電容量センサ１１１のベースライン容量が再初期化されると、タッチスクリーンコントローラ１２０は、相関アルゴリズムファームウェアを実行して、ダイヤル２００の各角度の相関係数を再び決定することができる。この場合、タッチスクリーンコントローラ１２０は、相関係数が最大になる角度をダイヤル２００の角度として識別することができる。このように、相関係数のピークの決定は、上で論じた負の寄生ピークの影響を受けることがない。タッチスクリーンコントローラ１２０は、ダイヤル２００の角度に対応するデータを、任意の適切な手法でタッチスクリーン１０５に角度を表示しうるユーザインタフェースコントローラ１４０に出力することができる。いくつかの実施形態では、ダイヤル２００の現在角度に対応するデータは、ダイヤル２００の現在角度に加えて、ダイヤル２００の以前の位置からの角度の変化も含むことができる。いくつかの実施形態では、タッチスクリーンコントローラ１２０は、ダイヤル２００の現在角度に対応するデータを、例えばダイヤル２００の移動に伴って増分的に出力することができる。
【0042】
図６は、いくつかの実施形態による、容量センシングを使用して受動ダイヤルの位置を決定する方法６００のフロー図である。方法６００は、ハードウェア（例えば、回路、専用ロジック、プログラマブルロジック、プロセッサ、処理デバイス、中央処理装置（ＣＰＵ）、システムオンチップ（ＳｏＣ）など）、ソフトウェア（例えば、処理デバイス上で動作する／実行される命令）、ファームウェア（例えば、マイクロコード）またはこれらの組み合わせを含みうるロジックを処理することによって実施することができる。例えば、方法６００は、相関アルゴリズムファームウェアを実行するタッチスクリーンコントローラ１２０によって実施することができる。
【0043】
図１Ｂも参照すると、ブロック６０５で、タッチスクリーンディスプレイ１００の電源投入時に、タッチスクリーンコントローラ１２０が、静電容量センサアレイ１１０内の各静電容量センサ１１１（１）～１１１（Ｎ）の生のカウント値を測定することができる。個別の静電容量センサ１１１の生のカウントは、その静電容量センサの測定されたセンサ容量を意味することができる。次いで、ブロック６１０で、タッチスクリーンコントローラ１２０は、各静電容量センサ１１１のベースライン容量を、その静電容量センサ１１１の生のカウント（測定されたセンサ容量）へ初期化することができる。静電容量センサ１１１のベースライン容量は、ユーザタッチがない（例えば、近くに導電性要素がない）センサの容量を意味することができる。タッチスクリーンコントローラ１２０は、各静電容量センサ１１１のベースライン容量をその生のカウントへ初期化する際に、いずれの静電容量センサ１１１の近くにも導電性要素が存在しないと仮定する。個別の静電容量センサ１１１に関する差分カウントは、導電性要素のユーザタッチ／近接に対する静電容量センサの応答を意味することができ、生のカウントから静電容量センサのベースライン容量を差し引いたものとして定義することができる。タッチスクリーンコントローラ１２０は、各静電容量センサ１１１（１）～１１１（Ｎ）の生のカウント値の測定を続けて実行することができる。
【0044】
次いで、ブロック６１５で、タッチスクリーンコントローラ１２０は、各静電容量センサ１１１（１）～１１１（Ｎ）の生のカウント値の測定を続けて実行することができる。次いで、ブロック６２０で、タッチスクリーンコントローラ１２０は、相関アルゴリズムファームウェアを実行して、本明細書でさらに詳しく論じるように、ダイヤル２００の各角度位置の相関係数を決定することができる。ブロック６２０で、タッチスクリーンコントローラ１２０は、図７に関してさらに説明するように、ダイヤル２００の初期移動が検出されたかどうかを判定することができる。
【0045】
ブロック６２５でダイヤル２００の初期移動が検出された場合、ブロック６３０で、タッチスクリーンコントローラ１２０は、相関係数が最小になる角度を利用して、相関係数が最小になる角度の周りにあるセンサの行列についてベースラインのリセットを実行することによって負の寄生応答を除去することができる。本明細書で論じているように、タッチスクリーンディスプレイ１００が電源投入された後、ダイヤル２００の導電性要素２０５（指シミュレータ）の下部にある静電容量センサを含む、各静電容量センサ１１１のベースライン容量は、そのセンサの生のカウントへと初期化される。したがって、各静電容量センサ１１１に関する差分カウント（差分カウント＝生のカウント－ベースライン容量）はゼロになる。しかし、ダイヤル２００の初期回転の後に、導電性要素２０５の新たな位置の周りにあるセンサの行列に関する差分カウントは正になるが、導電性要素２０５の古い位置の周りにあるセンサの行列に関する差分カウントは、持続的に負となる。これは、古い位置の周りにあるセンサの行列に関する新たな生のカウントは０になるが、初期化中に導電性要素２０５がセンサ上にあったので、これらの静電容量センサのベースライン容量が以前の正の値へと初期化されたためである。その結果、この位置の相関係数は持続的に負となる。よって、導電性要素２０５の古い位置の周りにあるセンサの行列の（負の）差分カウント（相関係数が最小になる角度で表される）が負の寄生ピークを形成し、このことによって相関係数の最大値を表す主ピークの検出が歪められる場合がある。タッチスクリーンコントローラ１２０は、（例えば、図７に関して）本明細書でさらに詳しく論じるように、ダイヤル２００の初期回転があったかどうかを判定することができる。
【0046】
したがって、いくつかの実施形態では、相関アルゴリズムファームウェアが実行されてダイヤル２００の各角度の相関係数が決定されると、タッチスクリーンコントローラ１２０は、負のピークの相関係数を決定し、負のピークの相関係数に対応する位置の周りにあるセンサ行列内の各静電容量センサ１１１についてベースライン容量のリセットを適用することができる。別の言い方をすれば、タッチスクリーンコントローラ１２０は、センサ行列内の各静電容量センサのベースライン容量を（ダイヤル２００の初期移動後の）現在の生のカウント値へ再初期化することができる。これらの各静電容量センサ１１０のベースライン容量が再初期化されると、タッチスクリーンコントローラ１２０は、相関アルゴリズムファームウェアを実行してダイヤル２００の各角度の相関係数を再び決定することができる。この場合、タッチスクリーンコントローラ１２０は、相関係数が最大になる角度／位置をダイヤル２００の角度／位置として識別することができる。このように、相関係数のピークの決定は、上で論じた負の寄生ピークの影響を受けることがない。
【0047】
次いで、ブロック６３５で、タッチスクリーンコントローラ１２０は、各静電容量センサ１１１（１）～１１１（Ｎ）の別の生のカウント値の測定を実行することができ、ブロック６４０で、（例えば図３および図４に関して）本明細書で論じたように、相関アルゴリズムを使用してダイヤル位置を決定することができる。
【0048】
図７は、いくつかの実施形態による、受動ダイヤルの初期移動を検出するための方法７００のフロー図である。方法７００は、ハードウェア（例えば、回路、専用ロジック、プログラマブルロジック、プロセッサ、処理デバイス、中央処理装置（ＣＰＵ）、システムオンチップ（ＳｏＣ）など）、ソフトウェア（例えば、処理デバイス上で動作する／実行される命令）、ファームウェア（例えば、マイクロコード）またはこれらの組み合わせを含みうるロジックを処理することによって実施することができる。例えば、方法７００は、相関アルゴリズムファームウェアを実行するタッチスクリーンコントローラ１２０によって実施することができる。
【0049】
ブロック７０５で、タッチスクリーンコントローラ１２０は、最大の相関係数（Ｍａｘ Ｋｊ）がピーク検出閾値よりも大きいかどうか、かつ最小の相関係数（Ｍｉｎ Ｋｊ）が負のピーク検出閾値よりも小さいかどうかを判定することができる。これがノーであれば、タッチスクリーンコントローラ１２０は、受動ダイヤルの初期移動がなかったと判定することができる（ブロック７１０）。タッチスクリーンコントローラ１２０がブロック７０５で条件が満たされていると判定した場合、ブロック７１５で、主ピークと負の平均ピークとの間の距離が基準放物面の半径の２倍よりも大きいかどうかを判定することができる。これがノーであれば、タッチスクリーンコントローラ１２０は、受動ダイヤルの初期移動がなかったと判定することができる（ブロック７１０）。タッチスクリーンコントローラ１２０がブロック７１５で条件が満たされていると判定した場合、受動ダイヤルの初期移動があったと判定することができる（ブロック７２０）。
【0050】
いくつかの実施形態では、図３の基準応答３００は、放物面に代えて、ガウシアンとしてモデル化することができる。ガウシアンの基準モデルは、実際の導電性要素の応答に対するより高い類似性を有する場合があるが、より複雑でプロセッサ負荷が高い数学的計算を伴う場合もある。図８は、３次元（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標系にガウシアンとしてモデル化された基準応答３００を示す。タッチスクリーンコントローラ１２０は、（図３に関して論じたように）放物面としてモデル化された基準応答に関して上述と同様に相関係数を計算することができるが、ガウシアンモデルの高さ（Ｚｉ）は、
ｚｉ＝ｈｅ｛（ｘｉ－ｘ０）２＋（ｙｉ－ｙ０）２｝／２ｃ２ （９）
のように計算してもよい。
ｚｉ＝ｈｅ｛（ｘｉ－ｘ０）２＋（ｙｉ－ｙ０）２｝／２ｃ２ （９）
のように計算してもよい。
【0051】
上式で、ｃはガウシアンの半径係数を意味することができる。
【0052】
いくつかの実施形態では、ダイヤル２００は、２つ以上の導電性要素を含むことができる。例えば、ダイヤル２００は、互いに擬似ランダムな距離でダイヤル２００上に不規則に割り当てられた４つ以上の導電性要素を含むことができる。図９は、互いに擬似ランダムな距離を有する導電性要素Ａ，Ｂ，ＤおよびＥ（ＡＢ≠ＢＤ≠ＤＥ≠ＥＡ）をダイヤル２００が含む場合のセンサグリッド９００のｘ－ｙビューを示す。図９に示しているように、基準パターン（導電性要素の周りのセンサ行列）は、３×３の正方行列からｎ×ｎの正方行列に拡張されており、実際の導電性要素に従ってダイヤル中心Ｃの周りに全く同じ位置で割り当てられた単一の導電性要素の基準モデルの組み合わせとなっている。タッチスクリーンコントローラ１２０は、単一の導電性要素を伴う実施形態と同様に相関係数計算を実行することができるが、式（２）の和は、３×３からｎ×ｎに拡張されており、基準応答モデルのより大きなサイズを反映している。すなわち、
である。
【数2】
【0053】
その後、単一の導電性要素を伴う実施形態と同じ式（１）および式（８）を使用して、ダイヤル角度位置および初期移動の後の負のピーク位置を定義する。より多くのセンサデータが相関係数計算に使用されるため、複数の導電性要素の使用は、単一の導電性要素の実施形態よりもはるかに優れたノイズ耐性を有する。しかし、必要とされる数学的計算の量もＭ倍に増大する。すなわち、
Ｍ＝ｎ２／３２ （１１）
となる。
Ｍ＝ｎ２／３２ （１１）
となる。
【0054】
いくつかの実施形態では、タッチスクリーンコントローラ１２０は、各角度における２つのパラメータの相関係数を計算することに代えて、各角度における導電性要素に対する差分カウント応答と基準応答モデルとの間の類似度を決定するために最小自乗法を利用することができる。これらの実施形態では、αｍｉｎは、次式で示すように、導電性指シミュレータの分解角度である。すなわち、
Ｌｍｉｎ＝ＭＩＮ（Ｌｊ）のときαｍｉｎ＝ｊ （１２）
となる。
Ｌｍｉｎ＝ＭＩＮ（Ｌｊ）のときαｍｉｎ＝ｊ （１２）
【数3】
【0055】
上式で、Ｌｊは角度ｊの最小自乗距離である。
【0056】
【0057】
図１１は、本開示のいくつかの実施形態による、タッチスクリーンディスプレイを調整するためのシステム１０００および動作させるためのシステム１０５０を示す。システム１０００では、製造時に、例えばタッチスクリーンの容量応答が、（例えばコンピューティングデバイス１０１０上の）専用の測定ソフトウェアを使用して各ダイヤル角度で測定される。コンピューティングデバイス１０１０は、基準放物面の高さおよび半径を測定された主ピークの高さおよび半径の値へ調整し、これらのパラメータをタッチスクリーンコントローラ１２０のメモリに記憶することができる。
【0058】
システム１０５０は、受動ダイヤルの角度の決定が別個のデバイスのホストＣＰＵによって実行される実施形態における、図１Ｂで説明したものと同様の動作環境を示す。
【0059】
図１２は、Ｃｙｐｒｅｓｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）によって販売されるＰＳｏＣ３（登録商標）製品群で使用されるような、ＰＳｏＣ（登録商標）処理デバイスのコアアーキテクチャ１１００のある実施形態を示す。一実施形態では、コアアーキテクチャ１１００はマイクロコントローラ１１０２を含む。マイクロコントローラ１１０２は、（図１の処理デバイス１３０に対応しうる）ＣＰＵ（中央処理装置）コア１１０４、フラッシュプログラムストレージ１１０６、ＤＯＣ（デバッグオンチップ）１１０８、プリフェッチバッファ１１１０、プライベートＳＲＡＭ（静的ランダムアクセスメモリ）１１１２、および特殊機能レジスタ１１１４を含む。ある実施形態では、ＤＯＣ１１０８、プリフェッチバッファ１１１０、プライベートＳＲＡＭ１１１２および特殊機能レジスタ１１１４がＣＰＵコア１１０４（例えば、ＣＰＵコア１００６）に結合され、フラッシュプログラムストレージ１１０６がプリフェッチバッファ１１１０に結合される。
【0060】
コアアーキテクチャ１１００はまた、バス１１２２を介してマイクロコントローラ１１０２に結合されるブリッジ１１１８およびＤＭＡコントローラ１１２０を含む、ＣＨｕｂ（コアハブ）１１１６を含むことができる。ＣＨｕｂ１１１６は、マイクロコントローラ１１０２およびその周辺機器（例えば、周辺機器）およびメモリと、プログラマブルコア１１２４と、の間の主要なデータおよび制御インタフェースを提供することができる。ＤＭＡコントローラ１１２０は、ＣＰＵコア１１０４に負荷をかけることなくシステム要素間でデータを転送するようにプログラムすることができる。さまざまな実施形態で、マイクロコントローラ１１０２およびＣＨｕｂ１１１６のこれらのサブコンポーネントは、それぞれ、ＣＰＵコア１１０４の各選択またはタイプによって異なっていてよい。ＣＨｕｂ１１１６はまた、共有ＳＲＡＭ１１２６およびＳＰＣ（システム性能コントローラ）１１２８に結合することができる。プライベートＳＲＡＭ１１１２は、ブリッジ１１１８を介してマイクロコントローラ１１０２によってアクセスされる共有ＳＲＡＭ１１２６から独立している。ＣＰＵコア１１０４は、ブリッジ１１１８を経ずにプライベートＳＲＡＭ１１１２にアクセスし、よって、共有ＳＲＡＭ１１２６へのＤＭＡアクセスと同時にローカルレジスタおよびＲＡＭへのアクセスを可能にする。ここではＳＲＡＭと表記しているが、これらのメモリモジュールは、他のさまざまな実施形態では、多種多様な（揮発性または不揮発性の）メモリまたはデータ記憶モジュールのうちの任意の適切なタイプであってもよい。コアアーキテクチャ１１００はまた、（図１Ａおよび図１Ｂに示した容量センシング回路１２５と同様に）容量値の測定およびデジタル化を実行するアナログフロントエンド１１３８を含むことができる。
【0061】
さまざまな実施形態では、プログラマブルコア１１２４は、以下に限定するものではないが、デジタルロジックアレイ、デジタル周辺機器、アナログ処理チャンネル、グローバルルーティングアナログ周辺機器、ＤＭＡコントローラ、ＳＲＡＭおよび他の適切なタイプのデータストレージ、ＩＯポート、ならびに他の適切なタイプのサブコンポーネントなどの、サブコンポーネント（図示せず）のさまざまな組み合わせを含むことができる。一実施形態では、プログラマブルコア１１２４は、マイクロコントローラ１１０２の外部オフチップアクセスを拡張するメカニズムを提供するためのＧＰＩＯ（汎用ＩＯ）およびＥＭＩＦ（拡張メモリインタフェース）ブロック１１３０、プログラマブルデジタルブロック１１３２、プログラマブルアナログブロック１１３４、および特殊機能ブロック１１３６を含み、それぞれがサブコンポーネント機能の１つ以上を実装するように構成される。さまざまな実施形態では、特殊機能ブロック１１３６は、専用の（非プログラマブル）機能ブロックを含むことができ、かつ／またはＵＳＢ、水晶発振器ドライブ、ＪＴＡＧなどの専用の機能ブロックに対する１つ以上のインタフェースを含むことができる。
【0062】
プログラマブルデジタルブロック１１３２は、デジタルロジックブロックのアレイおよび関連するルーティング部を含む、デジタルロジックアレイを含むことができる。一実施形態では、デジタルブロックアーキテクチャはＵＤＢ（汎用デジタルブロック）として構成される。例えば、各ＵＤＢは、ＣＰＬＤの機能性に加えてＡＬＵを含むことができる。
【0063】
さまざまな実施形態では、プログラマブルデジタルブロック１１３２の１つ以上のＵＤＢは、以下に限定するものではないが、次の機能、すなわち、基本Ｉ２Ｃスレーブ；Ｉ２Ｃマスタ；ＳＰＩマスタまたはスレーブ；マルチワイヤ（例えば、３ワイヤ）ＳＰＩマスタまたはスレーブ（例えば、単一ピン上に多重化されたＭＩＳＯ／ＭＯＳＩ）；タイマおよびカウンタ（例えば、８ビットタイマまたはカウンタの対、１つの１６ビットタイマまたはカウンタ、１つの８ビットキャプチャタイマなど）；ＰＷＭ（例えば、８ビットＰＷＭの対、１つの１６ビットＰＷＭ、１つの８ビットデッドバンドＰＷＭなど）；レベルセンシティブＩ／Ｏ割込み発生器；直交エンコーダ；ＵＡＲＴ（例えば、半二重）；遅延ライン；および複数のＵＤＢに実装できる任意の他の適切なタイプのデジタル機能またはデジタル機能の組み合わせなど、のうちの１つ以上を含むさまざまなデジタル機能を実行するように構成可能である。
【0064】
他の実施形態では、２つ以上のＵＤＢのグループを使用して追加の機能を実装することができる。単に例示であって以下に限定するものではないが、複数のＵＤＢを使用して、次の機能を実装することができる。すなわち、ハードウェアアドレス検出、ＣＰＵコア（例えば、ＣＰＵコア１１０４）の介入なしで完全なトランザクションをハンドリングする機能、およびデータストリーム中の任意のビットに関する強制的なクロックストレッチを防ぐのに役立つ機能をサポートするＩ２Ｃスレーブ；単一ブロック内のスレーブオプションを含みうるＩ２Ｃマルチマスタ；任意長のＰＲＳまたはＣＲＣ（最大３２ビット）；ＳＤＩＯ；ＳＧＰＩＯ；デジタル相関器（例えば、４倍のオーバーサンプリング付きの最大３２ビットを有し、構成可能な閾値をサポートする）；ＬＩＮｂｕｓインタフェース；デルタ－シグマ変調器（例えば、差分出力ペアを有するクラスＤオーディオＤＡＣ用）；Ｉ２Ｓ（ステレオ）；ＬＣＤ駆動制御（例えば、ＬＣＤ駆動ブロックのタイミング制御を実装し、ディスプレイＲＡＭのアドレス指定にＵＤＢを使用することできる）；全二重ＵＡＲＴ（例えば、１または２のストップビットおよびパリティを伴う７ビット、８ビットまたは９ビット、ＲＴＳ／ＣＴＳサポート）；ＩＲＤＡ（送信または受信）；キャプチャタイマ（例えば、１６ビットなど）；デッドバンドＰＷＭ（例えば、１６ビットなど）；ＳＭｂｕｓ（ソフトウェアでのＣＲＣを伴うＳＭｂｕｓパケットのフォーマット化を含む）；ブラシレスモータドライブ（例えば、６／１２ステップの整流をサポートする）；自動ＢＡＵＤレート検出および生成（例えば、１２００～１１５２００ＢＡＵＤの標準レートのＢＡＵＤレートを自動的に決定し、検出後に、必要なクロックを生成してＢＡＵＤレートを生成する）；および複数のＵＤＢに実装できる任意の他の適切なタイプのデジタル機能またはデジタル機能の組み合わせなど；である。
【0065】
プログラマブルアナログブロック１１３４は、以下に限定するものではないが、比較器、混合器、ＰＧＡ（プログラマブル利得増幅器）、ＴＩＡ（トランスインピーダンス増幅器）、ＡＤＣ（アナログ－デジタル変換器）、ＤＡＣ（デジタル－アナログ変換器）、基準電源、電流源、サンプルおよびホールド回路、ならびに任意の他の適切なタイプのアナログリソースなどのアナログリソースを含むことができる。プログラマブルアナログブロック１１３４は、以下に限定するものではないが、アナログルーティング、ＬＣＤ駆動ＩＯサポート、容量センシング、電圧測定、モータ制御、電流－電圧変換、電圧－周波数変換、差動増幅、光測定、誘導位置監視、フィルタリング、音声コイル駆動、磁気カード読取、音響ドップラ測定、音響測距、モデム送受信符号化、または任意の他の適切なタイプのアナログ機能などのさまざまなアナログ機能をサポートすることができる。
【0066】
本明細書で説明する実施形態は、相互容量センシングシステム、自己容量センシングシステムまたは両方の組み合わせのさまざまな設計に使用することができる。一実施形態では、静電容量センシングシステムは、アレイ内で作動する複数のセンシング要素を検出し、隣り合うセンシング要素に関する信号パターンを解析して、実際の信号からノイズを分離することができる。本明細書で説明する実施形態は、個別の容量センシングソリューションに縛られず、本開示の利益を有する当業者によって理解されるように、光学センシングソリューションを含む他のセンシングソリューションによっても同様に使用することができる。
【0067】
上記の説明では多数の詳細を記載した。しかし、本開示の利益を有する当業者には、これらの具体的な詳細なしに本開示の実施形態が実践可能であることが明らかであろう。いくつかの事例では、周知の構造およびデバイスは、説明がわかりにくくならないよう、詳細にではなくブロック図の形態で示している。
【0068】
詳細な説明のいくつかの部分を、コンピュータメモリ内のデータビットに関する操作のアルゴリズムおよび記号表現の観点から提示している。これらのアルゴリズムの記述および表現は、データ処理技術の当業者が自身の仕事内容を他の当業者に最も効果的に伝えるために使用する手段である。アルゴリズムは、ここでは概して、所望の結果をもたらすための自己整合的な一連のステップであると考えられる。各ステップは、物理量の物理的操作を必要とするものである。通常であって必ずしもそうであるわけではないが、これらの量は、記憶、転送、組み合わせ、比較および他の操作が可能な、電気信号または磁気信号の形態をとる。これらの信号をビット、値、要素、記号、文字、項、数などと称することが主に一般的な使用上の理由から時として便利であることが判明している。
【0069】
なお、これらの用語および同様の用語の全ては適切な物理量と関連付けられるべきものであり、これらの量に適用される便利なラベルに過ぎないことに留意すべきである。上記の論から明らかなように特に別段の記載がない限り、本説明を通して、「決定する」、「検出する」、「比較する」、「リセットする」、「加算する」、「計算する」などの用語を利用した論は、コンピューティングシステムのレジスタおよびメモリ内の物理量（電子量）として表されるデータを操作して、コンピューティングシステムのメモリもしくはレジスタまたは他のそのような情報ストレージ装置、伝送装置もしくは表示装置内の物理量として同様に表される他のデータに変換する、コンピューティングシステムまたは同様の電子計算デバイスのアクションおよびプロセスを意味することが理解されよう。
【0070】
本明細書では、「例」または「例示的」なる語は、例、事例または例示として役立つことを意味するために使用される。本明細書で「例」または「例示的」として説明する任意の態様または設計は、必ずしも他の態様または設計よりも好ましいまたは有利なものと解釈されるべきではない。むしろ、「例」または「例示的」なる語の使用は、具体的な手法で概念を提示することを意図している。本出願で使用する場合、用語「または」は、排他的な「または」ではなく、包括的な「または」を意味することを意図している。すなわち、他に指定しない限り、または文脈から明らかでない限り、「ＸがＡまたはＢを含む」とは自然な包含的置換のいずれかを意味することを意図している。すなわち、「ＸがＡまたはＢを含む」は、ＸがＡを含む場合、ＸがＢを含む場合、またはＸがＡとＢの両方を含む場合のいずれの事例も満たす。加えて、本出願および添付の特許請求の範囲で使用する場合、冠詞「１つの（a, an）」は、他に指定しない限り、または文脈から単数形を意味することが明らかでない限り、「１つ以上」を意味すると一般に解釈されるべきである。さらに、全体を通して用語「ある実施形態」または「一実施形態」または「ある実現形態」または「一実現形態」の使用は、同一の実施形態または実現形態を意味することを、このような説明がない限り、意図していない。
【0071】
本明細書で説明した実施形態は、実施形態における動作を実行するための装置にも関しうる。この装置は、必要な目的のために特別に構築されてもよいし、コンピュータに記憶されているコンピュータプログラムによって選択的に作動または再構成される汎用コンピュータを備えていてもよい。このようなコンピュータプログラムは、例えば、以下に限定するものではないが、フロッピーディスク、光ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、光磁気ディスクを含む任意のタイプのディスク、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気もしくは光カード、フラッシュメモリ、または電子的な命令を記憶するのに適した任意のタイプの媒体などの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶することができる。用語「コンピュータ可読記憶媒体」は、１つ以上の命令セットを記憶する単一の媒体または複数の媒体（例えば、集中型もしくは分散型データベースおよび／または関連するキャッシュおよびサーバ）を含むものと解されたい。用語「コンピュータ可読媒体」も、マシンによる実行のための命令セットを記憶、符号化または担持することができ、また本実施形態の方法論のいずれか１つ以上をマシンに実施させる任意の媒体を含むものと解されたい。用語「コンピュータ可読記憶媒体」は、以下に限定するものではないが、固体メモリ、光学媒体、磁気媒体、マシンによる実行のための命令セットを記憶することができ、また本実施形態の方法論のいずれか１つ以上をマシンに実施させる任意の媒体を含むものとしてしかるべく解されたい。
【0072】
本明細書で提示するアルゴリズムおよび表示は、いかなる個別のコンピュータまたは他の装置にも本質的に関連付けられるべきではない。さまざまな汎用システムは、本明細書の教示によるプログラムとともに使用されてもよいし、または必要な方法ステップを実行するためにより特化した装置を構築することが便利であると判明しているものであってもよい。これらのさまざまなシステムに必要な構造は、以下の説明から明らかとなるであろう。加えて、本実施形態は、個別のプログラミング言語を参照して記述されるものではない。本明細書で説明したような実施形態の教示を実装するために、さまざまなプログラミング言語を使用できることが理解されよう。
【0073】
上記の説明は、本開示のいくつかの実施形態の良好な理解をもたらすために、具体的なシステム、コンポーネント、方法の例など、多数の具体的な詳細を明らかにする。しかし、当業者には、これらの具体的な詳細なしに本開示の少なくともいくつかの実施形態を実践できることが明らかであろう。他の事例では、本実施形態が不必要にわかりにくくならないよう、周知のコンポーネントもしくは方法を詳しく説明していないか、または単純なブロック図の形式で提示している。よって、上に記載した具体的な詳細は単に例示的なものである。個別の実現形態は、これらの例示的な詳細と異なっていてもよく、依然として本実施形態の範囲内であると考えられる。
【0074】
上記の説明は、例示を意図しており、限定を意図していないことを理解されたい。上記の説明を読み理解することで、当業者には多くの他の実施形態が明らかとなるであろう。したがって、実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、特許請求の範囲が権利を有する均等物の範囲全体とともに決定されるべきである。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】